摘要：現(xiàn)代化工廠中， 全廠的自動(dòng)化系統(tǒng)包括了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理(智能設(shè)備的組態(tài)、參數(shù)整定等)、生產(chǎn)過程管理(DCS、SCADA 等) 及全廠運(yùn)行調(diào)度決策的管理， 不同子系統(tǒng)的應(yīng)用程序之間有大量的信息交流。
本文概要地介紹了工業(yè)控制軟件互操作性標(biāo)準(zhǔn)OPC 的產(chǎn)生背景，OPC 標(biāo)準(zhǔn)的基本內(nèi)容和技術(shù)特點(diǎn)，OPC 技術(shù)的發(fā)展歷史、應(yīng)用情況及其發(fā)展前景。此外還介紹了OPC 基金會(huì)組織的基本情況。
一、引言
現(xiàn)在， 工控自動(dòng)化系統(tǒng)的應(yīng)用已經(jīng)非常普及， 工控自動(dòng)化技術(shù)已經(jīng)很先進(jìn)，DCS 系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用， 現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)正在逐步完善、成熟起來。但是目前工控自動(dòng)化系統(tǒng)絕大多數(shù)是封閉的系統(tǒng)， 缺乏統(tǒng)一、標(biāo)準(zhǔn)的開放式接口。不同廠家的產(chǎn)品如果要集成在一起， 必須為他們開發(fā)專用的接口。隨著工控自動(dòng)化系統(tǒng)功能要求越來越復(fù)雜， 完全用一個(gè)廠家的產(chǎn)品來構(gòu)成整個(gè)系統(tǒng)是很困難的， 不同廠家的產(chǎn)品之間接口的復(fù)雜性限制了用戶的選擇， 不能根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇最佳的系統(tǒng)集成方案。
現(xiàn)在工業(yè)控制軟件缺乏統(tǒng)一的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)， 不同廠家的SCADA、DCS、HM I 軟件之間進(jìn)行通訊是非常麻煩的一件事。各個(gè)廠家的軟件對(duì)控制系統(tǒng)硬件操作的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序接口也各不相同， 這樣為了對(duì)市場(chǎng)上不同廠家的設(shè)備都能管理， 控制軟件廠家必須針對(duì)市場(chǎng)上的幾百種常用的硬件都開發(fā)設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序， 而且當(dāng)硬件設(shè)備升級(jí)、修改時(shí)， 驅(qū)動(dòng)程序也必須修改， 這是做的代價(jià)無疑是非常高的。此外， 一個(gè)系統(tǒng)中如果同時(shí)運(yùn)行不同的工業(yè)控制軟件， 他們通過各自的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序同時(shí)對(duì)同一個(gè)硬件設(shè)備操作， 往往會(huì)由于相互之間的不協(xié)調(diào)、不兼容造成系統(tǒng)的崩潰， 影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。如果設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序由硬件設(shè)備制造廠開發(fā)， 那么他也必須為市場(chǎng)上常用的各種工業(yè)控制軟件開發(fā)都開發(fā)驅(qū)動(dòng)程序， 代價(jià)同樣是非常高的。如圖1所示。
另外， 現(xiàn)代化工廠中， 全廠的自動(dòng)化系統(tǒng)包括了現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的管理(智能設(shè)備的組態(tài)、參數(shù)整定等)、生產(chǎn)過程管理(DCS、SCADA 等) 及全廠運(yùn)行調(diào)度決策的管理， 不同子系統(tǒng)的應(yīng)用程序之間有大量的信息交流。在各個(gè)子系統(tǒng)應(yīng)用程序之間建立一致、高效、穩(wěn)定的通訊接口對(duì)系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)及運(yùn)行有著非常重要的意義。
圖1 傳統(tǒng)控制軟件與硬件設(shè)備之間的接口
圖2 采用OPC 技術(shù)的工業(yè)控制軟件與硬件設(shè)備之間的接口
OPC (OL E fo r P rocess Con t ro l) 的開發(fā)目的， 正是為了給工業(yè)控制系統(tǒng)應(yīng)用程序之間的通訊建立一個(gè)接口標(biāo)準(zhǔn)， 在工業(yè)控制設(shè)備與控制軟件之間建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)存取規(guī)范， 這個(gè)接口規(guī)范不但能夠應(yīng)用于單臺(tái)計(jì)算機(jī)， 而且可以支持網(wǎng)絡(luò)上分布式應(yīng)用程序之間通訊， 以及不同平臺(tái)上應(yīng)用程序之間的通訊。OPC 的基礎(chǔ)是微軟的OL E. COM 及DCOM 技術(shù)， 該技術(shù)完全支持上述分布式應(yīng)用和異構(gòu)環(huán)境下應(yīng)用程序之間軟件的無縫集成和互操作性。圖2 為采用OPC 技術(shù)的工控軟件與硬件設(shè)備之間的連接示意圖。圖3 為采用OPC 技術(shù)實(shí)現(xiàn)異構(gòu)環(huán)境下系統(tǒng)集成的示意圖。
圖3 異構(gòu)環(huán)境下工業(yè)控制系統(tǒng)集成示意圖
二、OPC 技術(shù)規(guī)范概述
OPC 技術(shù)規(guī)范是以M icro sof t 的OL E? COM 技術(shù)為基礎(chǔ)的， 它所定義的是一組接口規(guī)范， 包括OPC自動(dòng)化接口(A u tomat ion In terface) 和OPC 定制接口(Cu stom In terface)。另外，OPC 技術(shù)規(guī)范定義的是OPC 服務(wù)器程序和客戶機(jī)程序進(jìn)行接口或通訊的方法， 而不規(guī)定如何來實(shí)現(xiàn)這種接口。
